JP2000258984A

JP2000258984A - 画像形成装置及び現像装置

Info

Publication number: JP2000258984A
Application number: JP6223599A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sato; 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤室の長手方向の両側壁に光透過窓を備
えて現像剤の残量検出を行う画像形成装置及びこれに用
いられる現像装置において、現像剤室内の現像剤の片寄
りを確実に防止して、常に正確な現像剤の残量検出を行
うことのできる画像形成装置及び現像装置を提供するこ
と。【解決手段】光透過窓５６を現像装置５０のトナー収
容室５２の幅方向における両側壁に設け、当該光透過窓
５６を透過する光の光軸が、当該両側壁を一方の側から
他方の側に横切るように、現像剤残量検出手段の発光素
子と受光素子を設ける。更に、現像剤として、重合法に
よって作製された重合トナーを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤室内の現像
剤の残量を光学的に検出する画像形成装置及びこの画像
形成装置に用いられる現像装置の技術分野に属するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置においては、現像装
置内の現像剤の残量を検出して、当該残量が所定値以下
になった場合に現像剤の補給を促すように構成されたも
のが一般的である。現像剤の残量を検出する方式には多
種多様なものが存在するが、一例として、現像装置にお
ける現像剤室に一対の光透過窓を対向配置すると共に、
現像装置の外部において当該光透過窓と対向するように
発光素子と受光素子を配設し、発光素子から照射して光
透過窓を透過した略平行な光軸の光を受光素子にて受光
して、この受光状態に応じて現像剤室内における現像剤
残量の検出を行う方式が挙げられる。

【０００３】このような現像剤残量検出方式を採用した
画像形成装置においては、現像剤室内の現像剤残量を適
切に検出することができ、現像剤不足による画像劣化を
確実に防止することができる。

【０００４】しかし、このような現像剤残量検出方式を
採用した従来の画像形成装置において、現像剤室内にお
ける現像剤の片寄りが問題となっていた。例えば、画像
形成装置本体を移動させたり、現像器カートリッジを抜
き差しした場合に、現像剤室の中の現像剤が傾いてしま
うと、正確な残量検出ができなくなるという問題があっ
た。また、現像剤室から現像室への開口が、現像室の幅
より狭い場合や、幅の狭い用紙（封筒や葉書等）に連続
して多量に印字する場合等には、現像剤室内の現像剤が
片寄って消費されてしまい、これが原因となって現像剤
室の中の現像剤が片寄り、正確な残量検出を行うことが
できなかった。

【０００５】そこで、従来の現像装置においては、現像
剤室の内部に撹拌手段を設け、攪拌手段により現像剤室
内の現像剤を撹拌し、現像剤室内における現像剤の片寄
りを防止していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような攪拌手段として、現像剤室内でシート状の部材を
回転させる方式の攪拌手段を採用した場合には、現像剤
室の両側壁に設けられた光透過窓と前記シート状部材の
両側端部が摺接すると、光透過窓の表面を損傷させる等
の弊害があり、正確な残量検出ができなくなるという問
題があった。

【０００７】そのため、前記シート状部材の長手方向長
さを現像剤室の長手方向長さよりも短くして、前記シー
ト状部材の両側端部が現像剤室の両側壁との間に所定の
間隙を有するように構成する必要があり、この間隙位置
に現像剤の停滞部が生じてしまい、現像剤の片寄りを防
止することはできなかった。

【０００８】また、前記のような撹拌手段として、現像
剤室内にスクリュー部材を設けることにより、現像剤室
内の現像剤を積極的に現像剤室の長手方向に移動させる
方式の攪拌手段を採用した場合には、移動方向上流側と
下流側における現像剤の高さを均一にすることが困難
で、却って現像剤の片寄りが生じてしまうという問題が
あった。

【０００９】そこで、本発明は、このような問題を解決
し、現像剤室の長手方向の両側壁に光透過窓を備えて現
像剤の残量検出を行う画像形成装置及びこれに用いられ
る現像装置において、現像剤室内の現像剤の片寄りを確
実に防止して、常に正確な現像剤の残量検出を行うこと
のできる画像形成装置及び現像装置を提供することを課
題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像形成
装置は、前記課題を解決するために、現像剤担持体が設
けられた現像室と、該現像室と連通する開口部を備え現
像剤を収容する現像剤室と、該現像剤室の側壁に設けら
れた光透過窓と、発光素子と受光素子とを備え当該発光
素子から照射され前記光透過窓を透過する光に対する当
該受光素子における受光状態に基づいて前記現像剤室内
の現像剤残量を検出する現像剤残量検出手段とを備えた
画像形成装置であって、前記現像剤室は、前記現像剤担
持体の長手方向の長さに対応して所定の幅を有して形成
されており、前記光透過窓は、前記現像剤室の前記幅方
向の両側壁に設けられ、前記現像剤残量検出手段の前記
発光素子と受光素子は、前記光透過窓を透過する光の光
軸が、前記両側壁を一方の側から他方の側に横切るよう
に設けられており、前記現像剤は、重合法で作製した重
合トナーであることを特徴とする。

【００１１】請求項１記載の画像形成装置によれば、発
光素子から照射された光は、現像剤室の幅方向における
一方の側壁に設けられた光透過窓に入射し、当該光透過
窓を透過して現像剤室内に照射される。そして、現像剤
室内に現像剤が多量に収容されている場合には、前記照
射された光は、当該現像剤に遮られ、現像剤室の幅方向
における他方の側壁に設けられた光透過窓には到達しな
い。従って、受光素子の出力は非受光時の出力となり、
現像剤残量検出手段によって現像剤の残量が十分である
ことが検出される。これに対し、現像剤室内に収容され
た現像剤の量が減少し、前記照射された光が当該現像剤
によって遮られない場合には、前記照射された光は、現
像剤室を横切る光軸を有して現像剤室の幅方向における
他方の側壁に設けられた光透過窓に入射し、当該光透過
窓を透過して受光素子にて受光される。従って、受光素
子の出力は受光時の出力となり、現像剤残量検出手段に
よって現像剤の残量が不十分であることが検出される。
このようにして現像剤の残量検出が行われる本発明の画
像形成装置において、現像剤室に収容される前記現像剤
は、重合法で作製した重合トナーであり、流動性が極め
て高い。その結果、画像形成装置本体の搬送時、あるい
は現像カートリッジの着脱時のように、現像剤室内の現
像剤が揺動する場合でも、現像剤は現像剤室内で速やか
に水平な状態に戻り、片寄ることがない。従って、現像
剤の残量が少ないにも拘わらず、現像剤が前記光軸の光
を遮ってしまったり、逆に現像剤の残量が多いにも拘わ
らず、前記光軸の光を一方の光透過窓から他方の光透過
窓まで透過させてしまうことがなく、正確な現像剤の残
量検出が行われる。

【００１２】請求項２記載の画像形成装置は、前記課題
を解決するために、請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記開口部を前記現像剤室の前記幅方向の略全幅に
亘って形成し、前記現像剤室の内部で回転自在に設けら
れ、前記現像室内の現像剤を攪拌すると共に前記開口部
を介して前記現像室へ搬送する現像剤攪拌搬送部材を更
に備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の画像形成装置によれば、現
像剤攪拌搬送部材が現像剤室の内部で回転すると、現像
剤は現像剤室内で攪拌される。しかし、現像剤は、上述
したように流動性の極めて高い重合トナーであるため、
攪拌された後に速やかに水平状態に戻り、正確な現像剤
の残量検出が行われる。また、現像剤室と現像室とを連
通せしめる開口部は、現像剤室の幅方向の略全幅に亘っ
て形成されているため、現像剤室内の現像剤は幅方向に
均等に消費され、現像剤室内での片寄りを生じさせな
い。仮に、封筒や葉書等の幅の狭い用紙に連続的に画像
形成が行われ、現像剤が局所的に片寄って消費されたと
しても、現像剤室の内部においては、前記現像剤攪拌搬
送部材による現像剤の攪拌が行われるので、現像剤は速
やかに均され、元の水平状態に戻る。このように、本発
明によれば、画像形成装置本体の搬送時や現像カートリ
ッジの着脱時等だけでなく、封筒や葉書等の幅の狭い用
紙の連続的な画像形成時においても確実に現像剤室内の
現像剤の片寄りが防止され、常に正確な現像剤の残量検
出が行われる。

【００１４】請求項３記載の画像形成装置は、前記課題
を解決するために、請求項１または２記載の画像形成装
置において、前記発光素子から発光された光を光線束化
する第１のレンズと、当該光線束化された光を前記受光
素子に集光させる第２のレンズとを備えたことを特徴と
する。

【００１５】請求項３記載の画像形成装置によれば、発
光素子から発光された光は、第１のレンズによって光線
束化されて一方の光透過窓に入射し、当該光透過窓を透
過して現像剤室内を横切り、他方の光透過窓に入射す
る。そして、当該他方の光透過窓を透過した光は、第２
のレンズによって受光素子に集光し、現像剤の残量検出
が行われる。従って、現像剤室の幅がある程度大きくて
も、前記光は効率良く現像剤の残量検出に用いられるこ
とになる。

【００１６】請求項４記載の画像形成装置は、前記課題
を解決するために、請求項１ないし３のいずれか１記載
の画像形成装置において、前記現像剤は、非磁性１成分
現像剤であり、前記重合トナーにＢＥＴ値が１００より
も小さい外添剤を含む少なくとも２種類の外添剤が外添
されていることを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の画像形成装置によれば、Ｂ
ＥＴ値が１００よりも小さい外添剤は、比較的粒径が大
きく、粒径の小さな外添剤が重合トナーに埋まり込むこ
とを防止するスペーサ効果を発揮する。その結果、画像
形成装置が長期間に亘って使用された場合でも、重合ト
ナーに対する外添剤の埋まり込みは低減し、重合トナー
の流動性は良好に保たれる。従って、現像剤室内におけ
る重合トナーの片寄りが防止され、長期間に亘って正確
な現像剤の残量検出が行われる。

【００１８】請求項５記載の画像形成装置は、前記課題
を解決するために、請求項１ないし３のいずれか１記載
の画像形成装置において、前記現像剤は、非磁性１成分
現像剤であり、前記重合トナーに、最小粒径の外添剤だ
けを外添した重合トナーよりも、最小粒径の外添剤と他
の外添剤とを併用して外添した重合トナーの方が流動性
が低くなるように組み合わせられた少なくとも２種類の
外添剤が外添されていることを特徴する。

【００１９】請求項５記載の画像形成装置によれば、少
なくとも２種類の外添剤のうち、最小粒径の外添剤は、
重合トナーの流動性を良好に保ち、最小粒径の外添剤と
の併用によって重合トナーの流動性を低下させる他の外
添剤は、粒径が大きく、最小粒径の外添剤が重合トナー
に埋まり込むことを防止するスペーサ効果を発揮する。
その結果、画像形成装置が長期間に亘って使用された場
合でも、重合トナーに対する外添剤の埋まり込みは低減
し、重合トナーの流動性は良好に保たれる。従って、現
像剤室内における重合トナーの片寄りが防止され、長期
間に亘って正確な現像剤の残量検出が行われる。

【００２０】請求項６記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、光軸が略水平に設定された発光素子と受
光素子を有し、当該受光素子における受光状態に基づい
て現像剤残量を検出する現像剤残量検出手段を備えた画
像形成装置に装着される現像装置であって、現像剤担持
体が設けられた現像室と、該現像剤担持体の長手方向に
対応した所定の幅を有して現像剤を収容すると共に該現
像室と連通する開口部を備えた現像剤室と、前記光軸に
対応して前記現像剤室の前記幅方向の両側壁に設けられ
た光透過窓とを備え、前記現像剤室に収容される前記現
像剤として、重合法で作製した重合トナーを用いること
を特徴とする。

【００２１】請求項６記載の現像装置によれば、画像形
成装置に設けられた発光素子から光が照射されると、当
該光は、現像装置に備えられた現像剤室の、幅方向にお
ける一方の側壁に設けられた光透過窓に入射し、当該光
透過窓を透過して現像剤室内に照射される。そして、現
像剤室内に現像剤が多量に収容されている場合には、前
記照射された光は、当該現像剤に遮られ、現像剤室の幅
方向における他方の側壁に設けられた光透過窓には到達
しない。従って、画像形成装置に設けられた受光素子の
出力は非受光時の出力となり、現像剤残量検出手段によ
って現像剤の残量が十分であることが検出される。これ
に対し、現像剤室内に収容された現像剤の量が減少し、
前記照射された光が当該現像剤によって遮られない場合
には、前記照射された光は、現像剤室を横切る光軸を有
して現像剤室の幅方向における他方の側壁に設けられた
光透過窓に入射し、当該光透過窓を透過して受光素子に
て受光される。従って、受光素子の出力は受光時の出力
となり、現像剤残量検出手段によって現像剤の残量が不
十分であることが検出される。このようにして現像剤の
残量検出が行われる本発明の現像装置において、現像剤
室に収容される前記現像剤は、重合法で作製した重合ト
ナーであり、流動性が極めて高い。その結果、画像形成
装置本体の搬送時、あるいは現像装置としての現像カー
トリッジの着脱時のように、現像剤室内の現像剤が揺動
する場合でも、現像剤は現像剤室内で速やかに水平な状
態に戻り、片寄ることがない。従って、現像剤の残量が
少ないにも拘わらず、現像剤が前記光軸の光を遮ってし
まったり、逆に現像剤の残量が多いにも拘わらず、前記
光軸の光を一方の光透過窓から他方の光透過窓まで透過
させてしまうことがなく、正確な現像剤の残量検出が行
われる。

【００２２】請求項７記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、請求項６記載の現像装置において、前記
開口部を前記現像剤室の前記幅方向の略全幅に亘って形
成し、前記現像剤室の内部で回転自在に設けられ、前記
現像室内の現像剤を攪拌すると共に前記開口部を介して
前記現像室へ搬送する現像剤攪拌搬送部材を更に備えた
ことを特徴とする。

【００２３】請求項７記載の現像装置によれば、現像剤
攪拌搬送部材が現像剤室の内部で回転すると、現像剤は
現像剤室内で攪拌される。しかし、現像剤は、上述した
ように流動性の極めて高い重合トナーであるため、攪拌
された後に速やかに水平状態に戻り、正確な現像剤の残
量検出が行われる。また、現像剤室と現像室とを連通せ
しめる開口部は、現像剤室の幅方向の略全幅に亘って形
成されているため、現像剤室内の現像剤は幅方向に均等
に消費され、現像剤室内での片寄りを生じさせない。仮
に、封筒や葉書等の幅の狭い用紙に連続的に画像形成が
行われ、現像剤が局所的に片寄って消費されたとして
も、現像剤室の内部においては、前記現像剤攪拌搬送部
材による現像剤の攪拌が行われるので、現像剤は速やか
に均され、元の水平状態に戻る。このように、本発明に
よれば、画像形成装置本体の搬送時や現像カートリッジ
の着脱時等だけでなく、封筒や葉書等の幅の狭い用紙の
連続的な画像形成時においても確実に現像剤室内の現像
剤の片寄りが防止され、常に正確な現像剤の残量検出が
行われる。

【００２４】請求項８記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、請求項６または７記載の現像装置におい
て、前記現像剤は、非磁性１成分現像剤であり、前記重
合トナーにＢＥＴ値が１００よりも小さい外添剤を含む
少なくとも２種類の外添剤が外添されていることを特徴
とする。

【００２５】請求項８記載の現像装置によれば、ＢＥＴ
値が１００よりも小さい外添剤は、比較的粒径が大き
く、粒径の小さな外添剤が重合トナーに埋まり込むこと
を防止するスペーサ効果を発揮する。その結果、現像装
置が長期間に亘って使用された場合でも、重合トナーに
対する外添剤の埋まり込みは低減し、重合トナーの流動
性は良好に保たれる。従って、現像剤室内における重合
トナーの片寄りが防止され、長期間に亘って正確な現像
剤の残量検出が行われる。

【００２６】請求項９記載の現像装置は、前記課題を解
決するために、請求項６または７記載の現像装置におい
て、前記現像剤は、非磁性１成分現像剤であり、前記重
合トナーに、最小粒径の外添剤だけを外添した重合トナ
ーよりも、最小粒径の外添剤と他の外添剤とを併用して
外添した重合トナーの方が流動性が低くなるように組み
合わせられた少なくとも２種類の外添剤が外添されてい
ることを特徴する。

【００２７】請求項９記載の画像形成装置によれば、少
なくとも２種類の外添剤のうち、最小粒径の外添剤は、
重合トナーの流動性を良好に保ち、最小粒径の外添剤と
の併用によって重合トナーの流動性を低下させる他の外
添剤は、粒径が大きく、最小粒径の外添剤が重合トナー
に埋まり込むことを防止するスペーサ効果を発揮する。
その結果、現像装置が長期間に亘って使用された場合で
も、重合トナーに対する外添剤の埋まり込みは低減し、
重合トナーの流動性は良好に保たれる。従って、現像剤
室内における重合トナーの片寄りが防止され、長期間に
亘って正確な現像剤の残量検出が行われる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について、添付図面を参照して説明する。まず、本実施
形態における画像形成装置全体の概要について説明す
る。

【００２９】（画像形成装置全体の概要）図１は、本発
明の画像形成装置の一実施形態としてのレーザビームプ
リンタ１の概略構成を示す断面図である。図１におい
て、レーザビームプリンタ１は、本体ケース２の底部
に、図示しない用紙を給紙するフィーダユニットを備え
ている。フィーダユニットは、図示しないバネによって
押圧される用紙押圧板１０と、給紙ローラ１１と、摩擦
分離部材１４とを備え、用紙押圧板１０により用紙を給
紙ローラ１１に押圧し、給紙ローラ１１の回転により給
紙ローラ１１と摩擦分離部材１４との間で最上位の用紙
を分離して所定のタイミングで用紙の供給を行う。

【００３０】図１の矢印方向に回転する前記給紙ローラ
１１の回転による用紙搬送方向の下流側には、１対のレ
ジストローラ１２及び１３が回転可能に枢支され、後述
する感光ドラム２０と転写ローラ２１によって形成され
る転写位置へ所定のタイミングで用紙を搬送する。

【００３１】感光ドラム２０は、正帯電性の材料、例え
ば、正帯電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感
光体からなる。具体的には、感光ドラム２０は、例え
ば、円筒状でアルミ製の円筒スリーブを本体として、そ
の外周部に、ポリカーボネートに光導電性樹脂を分散さ
せた所定厚さ（例えば、約２０μｍ）の光導電層を形成
した中空状のドラムから構成され、円筒スリーブを接地
した状態で、本体ケース２に回転自在に枢支される。更
に、感光ドラム２０は、図示しない駆動手段により矢印
方向に回転駆動される。

【００３２】帯電器３０は、例えば、タングステンなど
からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯
電用のスコロトロン型の帯電器から構成される。

【００３３】レーザスキャナユニット４０は、感光ドラ
ム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生す
るレーザ発生器（図示せず）、回転駆動されるポリゴン
ミラー（５面体ミラー）４１、一対のレンズ４２及び４
５、並びに反射ミラー４３，４４及び４６を含んで構成
されている。

【００３４】現像装置５０は、ケース５１内に現像剤室
としてのトナー収容室５２が形成され、トナー収容室５
２内には、攪拌搬送部材としてのアジテータ５３と、清
掃部材５４が回転軸５５の周りに回転自在に設けられて
いる。なお、このトナー収容室５２内には、電気絶縁性
を有する正帯電性の非磁性１成分現像剤としてのトナー
が収容される。また、トナー収容室５２の前記回転軸５
５の両端側に位置する側壁には光透過窓５６が設けられ
ている。また、トナー収容室５２の感光ドラム２０側に
は、開口部Ａによってトナー収容室５２と連通し現像を
行う現像室５７が形成され、供給ローラ５８と現像ロー
ラ５９が回転可能に枢支される。現像ローラ５９上のト
ナーは、薄い板状の弾性を有する層厚規制ブレード６４
により所定の層厚に規制され、現像に供される。

【００３５】転写ローラ２１は、回転自在に枢支され、
シリコーンゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有
する発泡弾性体から構成される。転写ローラ２１は、印
加される電圧により、感光ドラム２０上のトナー画像を
用紙に確実に転写するように構成されている。

【００３６】定着ユニット７０は、レジストローラ１２
及び１３から感光ドラム２０と転写ローラ２１との圧接
部に至る用紙の搬送方向の更に下流側に設けられ、加熱
用ローラ７１と押圧ローラ７２を備える。用紙に転写さ
れたトナー画像は加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２と
によって搬送される間に加熱されつつ押圧されて用紙に
定着される。

【００３７】用紙搬送用の１対の搬送ローラ７３及び排
紙ローラ７４は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられており、排紙ローラ７４の下流側には排紙
トレイ７５が設けられている。

【００３８】なお、上述した感光ドラム２０、転写ロー
ラ２１、帯電器３０、及び現像装置５０は、ドラムカー
トリッジ２ａ内に収容されており、該ドラムカートリッ
ジ２ａはレーザビームプリンタ１に対して着脱自在に設
けられている。更に、現像装置５０は、現像器カートリ
ッジとしてドラムカートリッジ２ａに対して着脱自在に
設けられている。

【００３９】以上のような本実施形態のレーザビームプ
リンタ１において、感光ドラム２０の表面が帯電器３０
により一様に帯電され、レーザスキャナユニット４０か
ら画像情報に従って変調されたレーザ光Ｌが照射される
と、感光ドラム２０の表面には静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像装置５０によってトナーで可視像
化され、感光ドラム２０上に形成された可視像は感光ド
ラム２０によって転写位置へと搬送される。転写位置に
おいては、給紙ローラ１１及びレジストローラ１２及び
１３を介して用紙が供給され、前記可視像は転写ローラ
２１によって印加される転写バイアスにより、用紙に転
写される。なお、転写後に感光ドラム２０上に残ったト
ナーは、現像ローラ５９によって現像室５７に回収され
る。

【００４０】次に、用紙は定着ユニット７０に搬送さ
れ、定着ユニット７０の加熱用ローラ７１と押圧ローラ
７２によって挟持搬送され、用紙上の可視像は加圧及び
加熱され、用紙上に定着される。そして、用紙は一対の
搬送ローラ７３及び排紙ローラ７４によりレーザビーム
プリンタ１上部の排紙トレイ７５に排出され、画像形成
動作が終了する。

【００４１】（現像装置及び現像剤残量検出手段の構
成）本実施形態のレーザビームプリンタ１によれば、こ
のように画像形成動作に伴ってトナー収容室５２内のト
ナーが消費されるので、トナー不足による画質低下を防
ぐためには、適宜のタイミングでトナー残量の低下を検
出し、随時トナーの補給を行う必要がある。そこで、本
実施形態においては、現像装置５０を以下のように構成
すると共に、以下のような現像剤残量検出手段を備えて
いる。以下、本実施形態における現像装置５０と現像剤
残量検出手段の詳細な構成を図２乃至図７に基づいて説
明する。

【００４２】図２は本実施形態における現像装置５０の
図３に示すＹ−Ｙ’線の断面を示す図、図３及び図４は
本実施形態における現像装置５０の図２のＸ−Ｘ’線の
断面を示す図である。但し、図３は、アジテータ５３と
清掃部材５４が、図２に二点鎖線で示される位置にある
時の図である。また、図３においては、フレーム２ｂ、
発光手段６０、受光手段６１、及び基板６０ｂ，６１ｂ
が断面として描かれているが、これらは図２におけるＺ
−Ｚ’線における断面である。

【００４３】本実施形態における現像装置５０は、上述
したように現像器カートリッジとして図２に示すような
ケース５１内にその他の各構成要素を備えた状態で図３
及び図４に示すドラムカートリッジ２ａから取り外さ
れ、またはドラムカートリッジ２ａに装着される。従っ
て、ケース５１は、トナー収容室５２と現像室５７を形
成すると共に、各構成要素を支持する枠体としても機能
している。

【００４４】次に、ケース５１以外の各構成要素につい
て説明する。まず、現像剤担持体としての現像ローラ５
９は、ステンレス鋼等で形成された芯金５９ａ上に、導
電性を有するカーボンの微粒子を含む導電性のシリコー
ンゴムで形成された円筒状の基材５９ｂが設けられてお
り、更にこの基材５９ｂ上には、フッ素を含有した樹脂
またはゴム材のコート層５９ｃが形成されている。な
お、現像ローラ５９は、必ずしも基材を導電性のシリコ
ーンゴムで構成しなくてもよく、導電性のウレタンゴム
で構成しても良い。また、現像ローラ５９には図示しな
い電源により所定の電圧が印加されており、感光ドラム
２０との間に所定の電位差を有するように構成されてい
る。

【００４５】層厚規制部材としての層厚規制ブレード６
４は、ステンレス鋼等で形成され、基端が現像装置５０
のケース５１に固定された支持部６４ａと、その支持部
６４ａの先端に設けられ、絶縁性または導電性のシリコ
ーンゴム、絶縁性または導電性のフッ素含有ゴム、ある
いは絶縁性または導電性のウレタンゴムで形成された接
触部６４ｂとを備えている。接触部６４ｂは支持部６４
ａの弾性力により現像ローラ５９に圧接される。本実施
形態では接触部６４ｂを、図２に示すように断面が略半
月状の凸形状となるように形成しているが、板状に形成
しても良い。

【００４６】供給ローラ５８は、ステンレス鋼等で形成
された芯金５８ａ上に導電性のスポンジで形成された円
筒状の基材５８ｂが形成されたローラであり、現像ロー
ラ５９に対してスポンジの弾性力によって押圧接触する
ように配置されている。なお、供給ローラ５８として
は、この他にも、導電性シリコーンゴムあるいはウレタ
ンゴム等の適宜の部材を使用することができる。

【００４７】なお、前記トナー収容室５２に収容される
トナーは、正帯電性の非磁性１成分現像剤であり、懸濁
重合法によって球状に形成したスチレン−アクリル系樹
脂に、カーボンブラック等の周知の着色剤、及びニグロ
シン、トリフェニルメタン、４級アンモニウム塩等の荷
電制御剤を添加してなる粒径６μｍ〜１０μｍ、平均粒
径８μｍのトナー母粒子を有している。そして、トナー
は、そのトナー母粒子の表面にシリカを外添剤として添
加して構成されている。また、前記外添剤としてのシリ
カには、シランカップリング剤等による周知の疎水化処
理が施され、ＢＥＴ値が１５０のものをトナー母粒子の
１．０重量（ｗｔ）％添加し、ＢＥＴ値が５０のものを
トナー母粒子の０．５重量（ｗｔ）％添加した。

【００４８】ここで、ＢＥＴ値とは、窒素を吸着させて
測定した比表面積のことで、単位重量当たりの面積（単
位：ｍ²／ｇ）で表される。従って、ＢＥＴ値が大きい
程粒径が小さく、ＢＥＴ値が小さい程粒径が大きくな
る。本実施形態では、通常のＢＥＴ測定法でＢＥＴ値を
測定し、島津製作所製比表面積測定装置ＦｌｏｗＳｏｒ
ｂ２−２３００を使用した。

【００４９】このように、トナーは極めて球状に近い懸
濁重合トナーであり、しかも、ＢＥＴ値が１５０の疎水
性処理したシリカを１．０重量％、外添剤として添加し
ているため、極めて流動性に優れている。そのため、摩
擦帯電により十分な帯電量が得られるので、転写効率が
良く極めて高画質な画像が形成できる。また、ＢＥＴ値
５０のシリカは、ＢＥＴ値１５０のシリカに比べてトナ
ーの流動性を低下させるが、ＢＥＴ値１５０のシリカの
長期間の使用におけるトナー母粒子に対しての埋まり込
みを防止するため、長期間に亘って良好な流動性を維持
し転写効率が良く極めて高画質な画像が形成できること
になる。

【００５０】攪拌搬送部材としてアジテータ５３は、Ａ
ＢＳ（アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン）樹脂
等の樹脂で形成された支持部材５３ａの先端部に、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタラート）で形成されたシート
状の摺接部５３ｂが取り付けられている。支持部材５３
ａは、図３及び図４に示すように、ケース５１の両側壁
５１ａ，５１ｂに軸支された回転軸５５と一体に成形さ
れており、該回転軸５５の軸端にはギア６３が取り付け
られている。また、摺接部５３ｂは、図２に示すように
少なくともトナー収容室５２の円筒形状の底面部５２ａ
に摺接する際には、撓みを有して摺接するような幅（回
転半径方向の長さ）を有している。従って、図示しない
モータからの回転駆動力がギア６３に伝達されると、支
持部材５３ａ及び摺接部５３ｂからなるアジテータ５３
は図２に示す矢印方向に回転し、摺接部５３ｂは撓んだ
状態でトナー収容室５２の底面部５２ａと摺接し、図４
に示す幅Ｗ１の搬送面によってトナーを開口部Ａに押し
上げる。また、摺接部５３ｂだけでなく、支持部材５３
ａの面もトナーを押し上げることになるので、支持部材
５３ａには、図３及び図４に示すように開口部５３ｃが
形成されており、支持部材５３ａの面が回転時にトナー
から受ける抵抗を減少させるように構成されている。ま
た、支持部材５３ａ及び摺接部５３ｂの長手方向長さ
は、ケース５１の長手方向長さよりも短くなるように設
定されており、図３に示すように、支持部材５３ａ及び
摺接部５３ｂの側部は、両側の光透過窓５６ａ，５６ｂ
に接触しないように間隔Ｗ２を有するように配置されて
いる。

【００５１】また、トナー収容室５２と現像室５７とを
連通させる開口部Ａは、図３に点線で示すように、トナ
ー収容室５２及び現像室５７の幅方向（長手方向）の略
全幅に亘って形成されており、前記アジテータ５３によ
る現像室５７へのトナーの供給がトナー収容室５２及び
現像室５７の幅方向において均一に行われるように構成
されている。

【００５２】清掃部材５４は、前記アジテータ５３の支
持部材５３ａと一体に成形された支持部材５４ａと、図
４に示すように該支持部材５４ａの先端部の両端に取り
付けられたワイパー５４ｂとから構成される。ワイパー
５４ｂは、ウレタンゴムから形成されており、支持部材
５４ａの回転に伴って光透過窓５６の表面に摺接して当
該表面のトナーを拭き取り可能な位置に取り付けられて
いる。また、清掃部材５４の支持部材５４ａは、一例と
して、アジテータ５３の支持部材５３ａと逆向きで平行
になるように、即ち、アジテータ５３の支持部材５３ａ
との位相角が１８０゜になるように設定される。

【００５３】光透過窓５６は、アクリル、ポリカーボネ
ート、またはポリプロピレン等で形成された透明または
半透明な部材であり、図３及び図４に示すようにケース
５１の発光手段６０側の側壁５１ａに取り付けられた光
透過窓５６ａと、受光手段６１側の側壁５１ｂに取り付
けられた光透過窓５６ｂとから構成されている。また、
これらの光透過窓５６ａ，５６ｂは、トナー収容室５２
の内部側に突出するように設けられており、前記清掃部
材５４のワイパー５４ｂが確実に光透過窓５６ａ，５６
ｂの表面を拭き取り可能なように構成されている。ま
た、光透過窓５６ｂ（５６ａ）は、図２に示すように、
アジテータ５３と清掃部材５４の回転中心線を含む平面
であって鉛直方向に延びる平面（以下、鉛直面とする）
Ｇよりも開口部Ａ側の位置に設けられている。更に、ド
ラムカートリッジ２ａの光透過窓５６ａ，５６ｂに対応
する位置には、図３及び図４に示すように開口部６２
ａ，６２ｂが形成されており、開口部６２ａは光透過窓
５６ａへの光の入射を可能とし、開口部６２ｂは光透過
窓５６ｂからの光の出射を可能にしている。

【００５４】以上のような光透過窓５６ａ，５６ｂが設
けられた位置に対応して、現像装置５０の両側には、図
３及び図４に示すように、現像剤残量検出手段としての
発光手段６０及び受光手段６１が設けられている。

【００５５】発光手段６０は、フレーム２ｂに取り付け
られるホルダ６０ａと、該ホルダ６０ａに支持される基
板６０ｂと、該基板６０ｂ上に設けられた発光素子６０
ｃとから構成されている。また、ホルダ６０ａはプラス
チックから形成されており、ホルダ６０ａの光透過窓５
６ａに対向する側には、一体成形によりプラスチックレ
ンズ６０ｄが形成されている。なお、発光素子６０ｃに
は一例として発光ダイオードを用いている。

【００５６】また、受光手段６１も同様に、フレームに
取り付けられるホルダ６１ａと、該ホルダ６１ａに支持
される基板６１ｂと、該基板６１ｂ上に設けられた受光
素子６１ｃとから構成されている。また、ホルダ６１ａ
はプラスチックから形成されており、ホルダ６１ａの光
透過窓５６ｂに対向する側には、一体成形によりプラス
チックレンズ６１ｄが形成されている。なお、受光素子
には一例としてフォトトランジスタを用いている。

【００５７】上述した発光素子６０ｃ、プラスチックレ
ンズ６０ｄ、ドラムカートリッジ２ａの開口部６２ａ、
光透過窓５６ａ、光透過窓５６ｂ、ドラムカートリッジ
２ａの開口部６２ｂ、プラスチックレンズ６１ｄ、及び
受光素子６１ｃは、図３及び図４に示すように、ほぼ一
直線上に並ぶように設定されており、発光素子６０ｃか
ら照射された光は、プラスチックレンズ６０ｄによって
略平行光化され、開口部６２ａを通って光透過窓５６ａ
に入射する。従って、光透過窓５６ａと光透過窓５６ｂ
の間にトナーが存在しない状態においては、前記光透過
窓５６ａを透過した光は、反対側の光透過窓５６ｂに入
射し、この光透過窓５６ｂを透過して開口部６２ｂを通
ってプラスチックレンズ６１ｄに入射する。そして、入
射した光はこのプラスチックレンズ６１ｄによって集光
され、受光素子６１ｃにて受光される。

【００５８】受光素子６１ｃは、図５に示すように、受
光した光量に応じて出力電圧値が変化する素子であり、
本実施形態では受光量が最小の際には電圧値がほぼ５Ｖ
に近い値をとり、受光量が最大の際には電圧値がほぼ０
Ｖに近い値となる。そして、この範囲で受光量に応じて
電圧値が変化する。本実施形態では、このような受光素
子６１ｃの出力をマイクロプロセッサ等からなる図示し
ない制御部によって読み取り、所定の電圧値をしきい値
として設定し、しきい値よりも高い出力電圧値について
はハイレベルと判定し、しきい値よりも低い出力電圧値
をローレベルと判定すると共に、このローレベルとなる
期間（以下、ローレベル期間とする）Ｔ１の測定単位期
間Ｔ２内における合計が、当該測定単位期間Ｔ２に占め
る割合を算出することにより、トナー残量の検出を行っ
ている。

【００５９】このように、本実施形態においては、プラ
スチックレンズ６０ｄとプラスチックレンズ６１ｄを用
いているので、トナー収容室５２の幅がある程度大きく
なっても、発光素子６０ｃから照射される光を有効にト
ナー残量検出に用いることができ、精度の高いトナー残
量検出を行うことができる。

【００６０】（動作例）以下、本実施形態における動作
例をトナー残量検出、及びアジテータ５３と清掃部材５
４の動作を中心に詳しく説明する。

【００６１】まず、トナーの最上位の面（以下、トナー
面とする）が、図６に点線で示すように光透過窓５６
ａ，５６ｂの位置よりも遙かに高く、トナー収容室５２
内に十分な量のトナーが収容されている場合について説
明する。この場合にはアジテータ５３の回転により摺接
部５３ｂがトナー収容室５２の壁面と摺接しながらトナ
ー収容室５２内のトナーを攪拌し、且つアジテータ５３
の摺接部５３ｂが図２に示すように開口部Ａに到達し更
に開口部Ａを通過する動きに伴って、トナー収容室５２
内のトナーは現像室５７に搬送される。一方、清掃部材
５４のワイパー５４ｂは光透過窓５６ａ，５６ｂの表面
を拭き取る動作を行うが、光透過窓５６ａと光透過窓５
６ｂの間には十分なトナーが収容されているため、ワイ
パー５４ｂによって拭き取られた光透過窓５６ａ，５６
ｂの表面は、直ちに再び周囲のトナーによって覆われ
る。従って、発光素子６０ｃから照射された光はトナー
収容室５２内を透過せず、受光素子６１ｃの出力に変動
はない。

【００６２】次に、トナーの残量が減少し、トナー面が
図６に実線で示すように光透過窓５６ａ，５６ｂの位置
に近接する場合について説明する。このような場合に
は、光透過窓５６ａ，５６ｂは前記ワイパー５４ｂによ
る拭き取り直後にトナーに覆われることは無くなるが、
ワイパー５４ｂが図６に示す位置から図７に示す位置へ
と回転すると、これに伴ってアジテータ５３の摺接部５
３ｂも撓んだ状態でトナー収容室５２の底面部５２ａと
摺接しながら回転するため、トナーは、摺接部５３ｂの
搬送面によって図７に示す矢印Ｂの方向に押し出され光
透過窓５６ａ，５６ｂを覆うようになる。このようにし
て摺接部５３ｂによって押し出されるトナーによって光
透過窓５６ａ，５６ｂが覆われる時間は、トナー量に依
存する。つまり、トナー量が多い程、長い時間に亘って
光透過窓５６ａ，５６ｂは遮られ、トナー量が少なくな
る程光透過窓５６ａ，５６ｂを遮る時間は短くなる。従
って、トナー量が多い程、図５に示す受光素子６１ｃの
出力のローレベル期間Ｔ１が短くなり、トナー量が少な
い程、図５に示す受光素子６１の出力のローレベル期間
Ｔ１が長くなる。そこで、本実施形態では、図示しない
制御部により、所定のサンプリング周期で受光素子６１
ｃの出力電圧の値をサンプリングして記憶し、所定の測
定単位期間Ｔ２内における、ローレベル期間Ｔ１の合計
の割合が、所定の割合を超えた時にトナーエンプティー
状態であると判断するように構成した。

【００６３】また、本実施形態においては、アジテータ
５３がトナーをトナー収容室５２の長手方向に積極的に
移動させる構成ではなく、且つ、トナーとして流動性が
極めて高い重合トナーを用いているので、アジテータ５
３をトナー収容室５２内で回転させるだけで、トナー収
容室５２内のトナーの片寄りを速やかに解消することが
できる。従って、レーザビームプリンタ１本体を移動さ
せたり、現像器カートリッジをレーザビームプリンタ１
に対して抜き差しするような場合には、トナー収容室５
２内のトナーは一時的に片寄りを生じるが、重合トナー
の極めて高い流動性により、速やかにトナー面を水平状
態とするように移動する。その結果、トナー収容室５２
内においてはトナーの片寄りが発生せず、常に正確なト
ナー残量検出を行うことができる。

【００６４】また、トナー収容室５２と現像室５７とを
連通させる開口部Ａの幅は、トナー収容室５２及び現像
室５７の幅方向の略全幅に亘って形成されているので、
アジテータ５３によるトナー収容室５２から現像室５７
へのトナーの搬送は、トナー収容室５２及び現像室５７
の幅方向において均一に行われ、片寄った搬送が行われ
ることがない。従って、より一層確実にトナー収容室５
２内におけるトナーの片寄りが防止され、正確なトナー
残量検出を可能としている。

【００６５】更に、本実施形態においては、トナー収容
室５２のトナーは、アジテータ５３によって攪拌される
ので、例えば幅の狭い封筒や葉書等を連続して多量に印
字する場合でも、トナー収容室５２内の片寄りを確実に
防止することができる。つまり、幅の狭い封筒や葉書等
を連続して多量に印字すると、トナーがトナー収容室５
２の幅方向において片寄って消費されるが、この片寄っ
て消費されたトナーはアジテータ５３によって均される
ため、上述のような重合トナーの流動性の高さと相俟っ
て、トナー収容室５２内のトナーの片寄りを速やかに無
くすことができる。その結果、本実施形態のレーザビー
ムプリンタ１によれば、レーザビームプリンタ１を移動
させたり、現像器カートリッジを抜き差しした時だけで
なく、幅の狭い封筒や葉書等を連続して多量に印字した
場合においてもトナーの片寄りを確実に防止することが
でき、常に正確なトナー残量検出を行うことができる。

【００６６】また、本実施形態においては、外添剤とし
てＢＥＴ値１５０の粒径の小さなシリカを外添している
ので、トナーの流動性をより一層高くすることができ、
トナーの片寄りをより一層確実に防止することができ
る。しかも、粒径の小さな外添剤だけでは、トナーエン
プティと判定される程度まで長期間に亘って使用した場
合には、外添剤がトナー母粒子に埋まり込むようにな
り、トナーの流動性を低下させることがあるが、本実施
形態においては、ＢＥＴ値１５０の粒径の小さなシリカ
のみを外添するのではなく、ＢＥＴ値１５０の粒径の小
さなシリカとＢＥＴ値５０の粒径の大きなシリカの２種
類のシリカを外添しているので、ＢＥＴ値５０の粒径の
大きなシリカのスペーサ効果によってＢＥＴ値１５０の
粒径の小さなシリカのトナー母粒子に対する埋まり込み
を確実に防止し、トナーエンプティと判定されるまでト
ナーの流動性を良好に保つことができる。つまり、ＢＥ
Ｔ値５０の粒径の大きなシリカを外添することによっ
て、ＢＥＴ値１５０の粒径の小さなシリカのみを外添し
た場合に比べて初期的にはトナーの流動性を低下させる
ことになるが、長期的に見ればＢＥＴ値１５０の粒径の
小さなシリカのトナー母粒子への埋まり込みを防止し
て、トナーの流動性を常に良好に保ち、上述したような
トナーの片寄りを確実に防止することができる。その結
果、使用開始当初からトナーエンプティと判定されるに
至るまで、安定して正確なトナー残量検出が行われるこ
とになる。

【００６７】これに対し、従来の装置では、トナーとし
て粉砕トナーを使用しているため、レーザビームプリン
タの搬送時や、現像器カートリッジの交換時等におい
て、トナー収容室５２内でトナーが片寄ってしまい、ト
ナー残量を誤って検出してしまうことがある。また、開
口部Ａの幅が現像室５７の幅よりも狭い場合、あるいは
幅の狭い封筒や葉書等を連続して印字する場合には、ト
ナーがトナー収容室５２内で片寄ってしまい、トナー残
量を誤って検出することがある。

【００６８】従って、本実施形態によれば、従来に比べ
て極めて正確かつ安定したトナー残量検出を行うことの
できる優れた画像形成装置を提供することができる。

【００６９】（実験例）次に、本実施形態の装置を用い
て外添剤とトナーの流動性との関係、及びこの流動性と
トナーのトナー収容室５２内の片寄りとの関係について
調べた実験例について説明する。

【００７０】実験には、正帯電性の非磁性１成分トナー
であり、懸濁重合法によって球状に形成したスチレン−
アクリル系樹脂に、カーボンブラック及びワックスを含
有し、ニグロシンの荷電制御剤を添加してなる粒径６μ
ｍ〜１０μｍ、平均粒径８μｍのトナー母粒子を有する
トナーを用いた。そして、このトナーに、ＢＥＴ値１５
０のシリカのみをトナー母粒子の１．０重量（ｗｔ）％
添加したもの、ＢＥＴ値１５０のシリカとＢＥＴ値５０
のシリカをそれぞれトナー母粒子の１．０重量（ｗｔ）
％添加したもの、ＢＥＴ値５０のシリカのみをトナー母
粒子の１．０重量（ｗｔ）％添加したもの、ＢＥＴ値１
５０のシリカとＢＥＴ値１００のシリカをそれぞれトナ
ー母粒子の１．０重量（ｗｔ）％添加したもののそれぞ
れについて、トナーの流動性を測定した。

【００７１】測定には、ホソカワミクロン株式会社製の
パウダーテスターＰＴＮ型を使用し、１４９μｍ、７４
μｍ、４４μｍの３種類の篩を３段重ねとし、トナー量
４ｇで１５秒振動させた際に、３つの篩に残ったトナー
の残留％の合計を凝集度とし、１００−凝集度を流動性
の指標とした。

【００７２】また、それぞれのトナーを用いて、葉書に
対する印字を１５，０００枚程度連続的に印字させた場
合のトナー収容室５２内のトナーの片寄りの状態を調べ
た。図８に実験結果を示す。なお、以下の説明におい
て、流動性の指標は実験開始前のトナーが劣化していな
い時の値である。

【００７３】図８から、ＢＥＴ値１５０の外添剤のみを
外添させた場合には流動性の指標は８９であり、ＢＥＴ
値５０の外添剤のみを外添させた場合の流動性の指標で
ある６６よりも極めて高くなっており、ＢＥＴ値１００
以上の外添剤を外添することにより、トナーの流動性は
極めて高くできることが判る。

【００７４】また、ＢＥＴ値１５０の外添剤とＢＥＴ値
５０の外添剤を併用した場合には流動性の指標は８０で
あり、ＢＥＴ値１５０の外添剤のみを外添した場合に比
べて流動性が若干低下する。つまり、ＢＥＴ値１００以
上の外添剤とＢＥＴ値１００より小さい外添剤を用いた
場合には、ＢＥＴ値１００以上の外添剤のみを用いた場
合よりも流動性が低下することが判る。これは、トナー
同士が擦れる時にＢＥＴ値１００より小さい外添剤が引
っ掛かりとなるためであると思われる。

【００７５】これに対し、ＢＥＴ値１５０の外添剤とＢ
ＥＴ値１００の外添剤を併用した場合には流動性の指標
は９０であり、ＢＥＴ値１５０の外添剤のみを外添した
場合に比べて流動性が若干高くなることが判る。これ
は、ＢＥＴ値１００の外添剤は、トナー同士が擦られる
時に引っ掛かりとなる程大きくない為、ＢＥＴ値１５０
の外添剤の流動性が損なわれることなく十分に発揮され
たためであると思われる。

【００７６】次に、それぞれのトナーを用いて、葉書に
対する連続的な印字を行った結果に説明する。

【００７７】まず、流動性の高いＢＥＴ値１５０の外添
剤のみを外添したトナーを用いた場合には、印字当初に
おいてはトナーの流動性が高くトナーの片寄りは少なか
ったものの、トナーエンプティに近づくにつれて、トナ
ーの片寄りが発生し、許容範囲ではあるものの、トナー
残量検出の精度が多少低下することが確認された。これ
は、粒径の小さな外添剤が長期間の使用によってトナー
母粒子に埋め込まれたために、トナーの流動性か低下し
たものだと考えられる。

【００７８】次に、流動性の最も低いＢＥＴ値５０の外
添剤のみを外添したトナーを用いた場合には、印字当初
から最も片寄りが大きく、トナーの残量検出に高い精度
が要求される場合には適用できないことが確認された。

【００７９】また、流動性の最も高いＢＥＴ値１５０の
外添剤とＢＥＴ値１００の外添剤の２種類の外添剤を外
添したトナーを用いた場合には、流動性の指標が最も高
く、印字当初においてはトナーの片寄りは少なかったも
のの、トナーエンプティに近づくにつれて、トナーの片
寄りが若干発生し、トナー残量検出の精度が若干低下す
ることが確認された。２種類の外添剤を用いた場合に
は、２種類の外添剤のうちで粒径の最も小さな外添剤の
トナー母粒子に対する埋まり込みが、粒径の大きな外添
剤によって若干は抑えられるが、ＢＥＴ値１００程度の
粒径の小さな外添剤では、トナーエンプティに近づく程
長期間に亘って使用されると、ＢＥＴ値１５０の外添剤
のトナー母粒子への埋まり込みが若干発生してしまった
ためであると思われる。

【００８０】そして、ＢＥＴ値１５０の外添剤とＢＥＴ
値５０の外添剤の２種類の外添剤を外添したトナーを用
いた場合には、流動性の指標は、ＢＥＴ値１５０の外添
剤とＢＥＴ値１００の外添剤を外添した場合よりも低い
ものの、印字当初からトナーエンプティに至るまで、ト
ナーの片寄りは無く、トナー残量検出の精度が高いレベ
ルに維持できることが確認された。ＢＥＴ値５０の外添
剤を外添することによって、印字所期においてはＢＥＴ
値１５０の外添剤のみを用いた場合よりもトナーの流動
性は低下するが、粒径の大きなＢＥＴ値５０の外添剤に
より良好なスペーサ効果が発揮され、粒径の最も小さな
ＢＥＴ値１５０の外添剤のトナー母粒子に対する埋まり
込みが確実に抑えられ、トナーの流動性が長期間に亘っ
て低下しなかったものと考えられる。

【００８１】以上のような実験の結果から、流動性の最
も高いＢＥＴ値１５０の外添剤とＢＥＴ値５０の外添剤
の２種類の外添剤を外添したトナーを用いることによ
り、長期間に亘ってトナーの流動性を良好に保ち、常に
正確なトナー残量検出を行うことができることが判っ
た。

【００８２】一方、粉砕トナーを用いた場合には、どの
ような組み合わせの外添剤を使用しても、初期の流動性
は図８の何れの場合よりも悪く、且つ実験後の片寄りも
図８のＢＥＴ５０のみの場合よりも更に大きく、精度の
高い検出を行うことはできない。

【００８３】なお、前記の実験は、外添剤の違いによる
効果の違いを示すもので、本発明がこれらの外添剤の組
み合わせに限定されるものではない。

【００８４】但し、本発明は、このような外添剤の組み
合わせに限定されるものではなく、どのような組み合わ
せでも良い。また、組み合わせる外添剤の種類は２種類
に限定されるものではなく、それ以上の多くの種類を組
み合わせても良い。

【００８５】以上、実施形態に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。

【００８６】

【発明の効果】請求項１記載の画像形成装置によれば、
光透過窓を現像剤室の幅方向の両側壁に設け、光透過窓
を透過する光の光軸が前記両側壁を一方の側から他方の
側に横切るように現像剤残量検出手段の発光素子と受光
素子を設け、現像剤として重合法で作製した重合トナー
を用いたので、現像剤室に収容される現像剤の流動性が
極めて高く、画像形成装置本体の搬送時、あるいは現像
カートリッジの着脱時のように、現像剤室内の現像剤が
揺動する場合でも、現像剤を現像剤室内で速やかに水平
な状態に戻し、片寄りを確実に防止することができる。
従って、現像剤の残量が少ないにも拘わらず、現像剤が
前記光軸の光を遮ってしまったり、逆に現像剤の残量が
多いにも拘わらず、前記光軸の光を一方の光透過窓から
他方の光透過窓まで透過させてしまうことがなく、正確
な現像剤の残量検出を行うことができる。

【００８７】請求項２記載の画像形成装置によれば、現
像剤室と現像室とを連通させる開口部を、現像剤室の幅
方向の略全幅に亘って形成し、現像室内の現像剤を攪拌
すると共に開口部を介して現像室へ搬送する現像剤攪拌
搬送部材を、現像剤室の内部で回転自在に設けたので、
封筒や葉書等の幅の狭い用紙に連続的に画像形成が行わ
れ、現像剤が局所的に片寄って消費されたとしても、現
像剤室の内部において、前記現像剤攪拌搬送部材によっ
て現像剤を速やかに均し、元の水平状態に戻すことがで
きる。また、開口部を、現像剤室の幅方向の略全幅に亘
って形成したので、現像剤室内の現像剤を幅方向に均等
に消費させることができ、現像剤室内での片寄りの発生
をより一層確実に防止することができる。このように、
本発明によれば、画像形成装置本体の搬送時や現像カー
トリッジの着脱時等だけでなく、封筒や葉書等の幅の狭
い用紙の連続的な画像形成時においても確実に現像剤室
内の現像剤の片寄りを防止することができ、常に正確な
現像剤の残量検出を行うことができる。

【００８８】請求項３記載の画像形成装置によれば、発
光素子から発光された光を光線束化する第１のレンズ
と、当該光線束化された光を受光素子に集光させる第２
のレンズとを備えたので、現像剤室の幅がある程度大き
くても、光を効率良く現像剤の残量検出に用いることが
できる。

【００８９】請求項４記載の画像形成装置によれば、現
像剤を、非磁性１成分現像剤とし、重合トナーにＢＥＴ
値が１００よりも小さい外添剤を含む少なくとも２種類
の外添剤を外添したので、ＢＥＴ値が１００よりも小さ
い外添剤が、粒径の小さな外添剤による重合トナーへの
埋まり込みをスペーサ効果により確実に防止することが
でき、画像形成装置が長期間に亘って使用された場合で
も、重合トナーに対する外添剤の埋まり込みを低減し
て、重合トナーの流動性を良好に保つことができる。従
って、現像剤室内における重合トナーの片寄りを確実に
防止して、長期間に亘って正確な現像剤の残量検出を行
うことができる。

【００９０】請求項５記載の画像形成装置によれば、現
像剤を、非磁性１成分現像剤とし、前記重合トナーに、
最小粒径の外添剤だけを外添した重合トナーよりも、最
小粒径の外添剤と他の外添剤とを併用して外添した重合
トナーの方が流動性が低くなるように組み合わせられた
少なくとも２種類の外添剤を外添したので、少なくとも
２種類の外添剤のうち、最小粒径の外添剤によって、重
合トナーの流動性を良好に保つことができると共に、最
小粒径の外添剤との併用によって重合トナーの流動性を
低下させる粒径の大きな他の外添剤によって、最小粒径
の外添剤の重合トナーへの埋まり込みをスペーサ効果に
より確実に防止することができる。その結果、画像形成
装置が長期間に亘って使用された場合でも、重合トナー
に対する外添剤の埋まり込みを低減させ、重合トナーの
流動性を良好に保つことができる。従って、現像剤室内
における重合トナーの片寄りを確実に防止して、長期間
に亘って正確な現像剤の残量検出を行うことができる。

【００９１】請求項６記載の現像装置によれば、光透過
窓を現像剤室の幅方向の両側壁に設け、現像剤として重
合法で作製した重合トナーを用いたので、現像剤室に収
容される現像剤の流動性が極めて高く、画像形成装置本
体の搬送時、あるいは現像カートリッジの着脱時のよう
に、現像剤室内の現像剤が揺動する場合でも、現像剤を
現像剤室内で速やかに水平な状態に戻し、片寄りを確実
に防止することができる。従って、現像剤の残量が少な
いにも拘わらず、現像剤が前記光軸の光を遮ってしまっ
たり、逆に現像剤の残量が多いにも拘わらず、前記光軸
の光を一方の光透過窓から他方の光透過窓まで透過させ
てしまうことがなく、正確な現像剤の残量検出を行わせ
ることができる。

【００９２】請求項７記載の現像装置によれば、現像剤
室と現像室とを連通させる開口部を、現像剤室の幅方向
の略全幅に亘って形成し、現像室内の現像剤を攪拌する
と共に開口部を介して現像室へ搬送する現像剤攪拌搬送
部材を、現像剤室の内部で回転自在に設けたので、封筒
や葉書等の幅の狭い用紙に連続的に画像形成が行われ、
現像剤が局所的に片寄って消費されたとしても、現像剤
室の内部において、前記現像剤攪拌搬送部材によって現
像剤を速やかに均し、元の水平状態に戻すことができ
る。また、開口部を、現像剤室の幅方向の略全幅に亘っ
て形成したので、現像剤室内の現像剤を幅方向に均等に
消費させることができ、現像剤室内での片寄りの発生を
より一層確実に防止することができる。このように、本
発明によれば、画像形成装置本体の搬送時や現像カート
リッジの着脱時等だけでなく、封筒や葉書等の幅の狭い
用紙の連続的な画像形成時においても確実に現像剤室内
の現像剤の片寄りを防止することができ、常に正確な現
像剤の残量検出を行うことができる。

【００９３】請求項８記載の現像装置によれば、現像剤
を、非磁性１成分現像剤とし、重合トナーにＢＥＴ値が
１００よりも小さい外添剤を含む少なくとも２種類の外
添剤を外添したので、ＢＥＴ値が１００よりも小さい外
添剤が、粒径の小さな外添剤による重合トナーへの埋ま
り込みをスペーサ効果により確実に防止することがで
き、画像形成装置が長期間に亘って使用された場合で
も、重合トナーに対する外添剤の埋まり込みを低減し
て、重合トナーの流動性を良好に保つことができる。従
って、現像剤室内における重合トナーの片寄りを確実に
防止して、長期間に亘って正確な現像剤の残量検出を行
わせることができる。

【００９４】請求項９記載の現像装置によれば、現像剤
を、非磁性１成分現像剤とし、前記重合トナーに、最小
粒径の外添剤だけを外添した重合トナーよりも、最小粒
径の外添剤と他の外添剤とを併用して外添した重合トナ
ーの方が流動性が低くなるように組み合わせられた少な
くとも２種類の外添剤を外添したので、少なくとも２種
類の外添剤のうち、最小粒径の外添剤によって、重合ト
ナーの流動性を良好に保つことができると共に、最小粒
径の外添剤との併用によって重合トナーの流動性を低下
させる粒径の大きな他の外添剤によって、最小粒径の外
添剤の重合トナーへの埋まり込みをスペーサ効果により
確実に防止することができる。その結果、現像装置が長
期間に亘って使用された場合でも、重合トナーに対する
外添剤の埋まり込みを低減させ、重合トナーの流動性を
良好に保つことができる。従って、現像剤室内における
重合トナーの片寄りを確実に防止して、長期間に亘って
正確な現像剤の残量検出を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の概
略構成を示す断面図である。

【図２】図１の画像形成装置における現像装置の概略構
成を示す断面図である。

【図３】図２におけるＸ−Ｘ‘線断面を示す図である。

【図４】図２におけるＸ−Ｘ‘線断面を示す図であり、
アジテータと清掃部材が図３に示す位置から１８０度回
転した状態を示す図である。

【図５】図１の画像形成装置における受光素子の出力電
圧波形と現像剤残量検出の方法を説明するための図であ
る。

【図６】図１の画像形成装置における現像装置のアジテ
ータ及び清掃部材の動作と現像剤残量検出動作を説明す
るための図である（その１）。

【図７】図１の画像形成装置における現像装置のアジテ
ータ及び清掃部材の動作と現像剤残量検出動作を説明す
るための図である（その２）。

【図８】実験例の結果を示す図である。

【符号の説明】

１レーザビームプリンタ５０現像装置５１ａ，５１ｂ側壁５２トナー収容室５３アジテータ５６光透過窓５７現像室５９現像ローラ６０発光手段６１受光手段

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月２０日（１９９９．４．２
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体が設けられた現像室と、該
現像室と連通する開口部を備え現像剤を収容する現像剤
室と、該現像剤室の側壁に設けられた光透過窓と、発光
素子と受光素子とを備え当該発光素子から照射され前記
光透過窓を透過する光に対する当該受光素子における受
光状態に基づいて前記現像剤室内の現像剤残量を検出す
る現像剤残量検出手段とを備えた画像形成装置であっ
て、前記現像剤室は、前記現像剤担持体の長手方向長さに対
応して所定の幅を有して形成されており、前記光透過窓は、前記現像剤室の前記幅方向の両側壁に
設けられ、前記現像剤残量検出手段の前記発光素子と受光素子は、
前記光透過窓を透過する光の光軸が、前記両側壁を一方
の側から他方の側に横切るように設けられており、前記現像剤は、重合法で作製した重合トナーである、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記開口部を前記現像剤室の前記幅方向
の略全幅に亘って形成し、前記現像剤室の内部で回転自
在に設けられ、前記現像室内の現像剤を攪拌すると共に
前記開口部を介して前記現像室へ搬送する現像剤攪拌搬
送部材を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記発光素子から発光された光を光線束
化する第１のレンズと、当該光線束化された光を前記受
光素子に集光させる第２のレンズとを備えたことを特徴
とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記現像剤は、非磁性１成分現像剤であ
り、前記重合トナーにＢＥＴ値が１００よりも小さい外
添剤を含む少なくとも２種類の外添剤が外添されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記現像剤は、非磁性１成分現像剤であ
り、前記重合トナーに、最小粒径の外添剤だけを外添し
た重合トナーよりも、最小粒径の外添剤と他の外添剤と
を併用して外添した重合トナーの方が流動性が低くなる
ように組み合わせられた少なくとも２種類の外添剤が外
添されていることを特徴する請求項１ないし３のいずれ
か１記載の画像形成装置。
【請求項６】光軸が略水平に設定された発光素子と受
光素子を有し、当該受光素子における受光状態に基づい
て現像剤残量を検出する現像剤残量検出手段を備えた画
像形成装置に装着される現像装置であって、現像剤担持体が設けられた現像室と、該現像剤担持体の長手方向長さに対応した所定の幅を有
して現像剤を収容すると共に該現像室と連通する開口部
を備えた現像剤室と、前記光軸に対応して前記現像剤室の前記幅方向の両側壁
に設けられた光透過窓とを備え、前記現像剤室に収容される前記現像剤として、重合法で
作製した重合トナーを用いる、ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】前記開口部を前記現像剤室の前記幅方向
の略全幅に亘って形成し、前記現像剤室の内部で回転自
在に設けられ、前記現像室内の現像剤を攪拌すると共に
前記開口部を介して前記現像室へ搬送する現像剤攪拌搬
送部材を更に備えたことを特徴とする請求項６記載の現
像装置。
【請求項８】前記現像剤は、非磁性１成分現像剤であ
り、前記重合トナーにＢＥＴ値が１００よりも小さい外
添剤を含む少なくとも２種類の外添剤が外添されている
ことを特徴とする請求項６または７記載の現像装置。
【請求項９】前記現像剤は、非磁性１成分現像剤であ
り、前記重合トナーに、最小粒径の外添剤だけを外添し
た重合トナーよりも、最小粒径の外添剤と他の外添剤と
を併用して外添した重合トナーの方が流動性が低くなる
ように組み合わせられた少なくとも２種類の外添剤が外
添されていることを特徴する請求項６または７記載の現
像装置。